暴力拆解小米自發(fā)電門鈴：大材小用的WiFi方案

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了各種新奇有趣的聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品，但是大多數(shù)都是噱頭大于實(shí)際用處。在經(jīng)歷了漫無目的的野蠻爆發(fā)之后，科技逐漸返璞歸真，也讓人們實(shí)實(shí)在在體驗到了實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品。比如本期要拆解的自發(fā)電WiFi門鈴，來自于小米的生態(tài)鏈。

眾所周知，目前電子門鈴產(chǎn)品并不稀奇，可以說已經(jīng)爛大街了，關(guān)注的人也不會太多。但是，這款門鈴的創(chuàng)意之處在于能自發(fā)電，并且還支持WiFi的連接。這就比較讓人意外了，畢竟作為門鈴上的自發(fā)電技術(shù)可提供的功耗應(yīng)該是比較低的，但是WiFi的功耗并不算低，自發(fā)電技術(shù)能支持WiFi的通信方式嗎？到底是吸引眼球呢還是另有乾坤？來一探究竟！

拆解

自發(fā)電門鈴分為兩部分，一部分是門鈴的發(fā)射端，而自發(fā)電技術(shù)只存在發(fā)射端；另一部分則是門鈴發(fā)聲的接收端，接收端需要通過220V的交流電供電，所以我猜測WiFi的硬件也只存在在這部分。

門鈴發(fā)射端拆解

門鈴發(fā)射端結(jié)構(gòu)簡單，外觀極簡，卡扣式結(jié)構(gòu)，拆解無需動用工具。拆開后可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及PCB電路板。

可以看到底殼上就一個彈簧的反彈結(jié)構(gòu)，用于門鈴按下后的彈起操作，發(fā)射端內(nèi)部主要是一塊PCB小板板。

PCB板背面焊接自發(fā)電的裝置，由磁鐵和線圈構(gòu)成。看到這，估計很多人都反應(yīng)過來了，自發(fā)電的原理也不攻自破--電磁感應(yīng)。進(jìn)一步講，發(fā)射器按鍵每次操作就好比在做切割磁感應(yīng)線的運(yùn)動，從而使銅絲線圈產(chǎn)生了電流。

PCB背面則是自發(fā)電的檢測電路以及無線射頻發(fā)射電路。一些二極管，電容等電路，實(shí)現(xiàn)整流濾波，再經(jīng)過電壓檢測器實(shí)現(xiàn)無線射頻發(fā)射芯片的電壓供給。

無線射頻發(fā)射芯片采用華普微電子的CMT2150L，這是一款單芯片、超低功耗、帶編碼器的OOK射頻發(fā)射芯片，非常適合于240至480MHz 的無線應(yīng)用場合，比如低成本消費(fèi)類電子電器應(yīng)用，家庭和樓宇的自動化，風(fēng)扇遙控器，紅外發(fā)射器替換，工業(yè)檢測和控制，無線照明控制系統(tǒng)，無線報警和安全系統(tǒng)，遙控門禁系統(tǒng)（RKE）等。CMT2150L主要的特性包括：

• 內(nèi)建 EEPROM，借助 RFPDK 以簡化工程開發(fā)，所有功能可配置
• 工作頻率：240 至 480 MHz
• 數(shù)據(jù)率：0.5 至 40 kbps
• 輸出功率：0 至+13 dBm
• 工作電流：5.5 mA @ +10 dBm
• 睡眠電流：< 20 nA
• 獨(dú)立運(yùn)行，無需外部 MCU 控制
• 支持 527,1527 數(shù)據(jù)包格式
• 3 個獨(dú)立 IO 支持多至 6 個按鍵，鍵值任意可配
• 8 管腳 SOP 封裝

另外這顆無線發(fā)射芯片也經(jīng)過ROHS、REACH、CE等的認(rèn)證報告，并且官方也有相應(yīng)的無線射頻收發(fā)芯片組合方案。

1. CMT2150L搭配CMT2257B
2. CMT2150L搭配CMT2219A

所以接下來把無線門鈴的接收端拆了，看看是不是用的這兩個推薦組合芯片中的其中一顆。

門鈴接收端拆解

門鈴接收端的結(jié)構(gòu)采用了超聲波焊接，所以只能暴力拆解了。

拆解完可以發(fā)現(xiàn)門鈴接收端外殼上有一個220V的交流輸入端，一個8Ω/0.25W的揚(yáng)聲器。主要看下接收端的電路板。

電源輸入部分有一根保險絲，一顆壓敏電阻（7D471k），用于浪涌保護(hù)；一顆ASEMI整流橋（MB10S）實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換，以及一些由電容電感組成的濾波網(wǎng)絡(luò)。

在PCB板背面則有必易微電子的非隔離式220V轉(zhuǎn)3.3V的電源轉(zhuǎn)換芯片（KP15026），提供給板子上的WiFi模塊、射頻接收芯片、以及合弦音樂芯片供電。

WiFi方案是樂鑫科技的ESP32模塊，這是一款基于WiFi&藍(lán)牙雙模雙核無線通信芯片的模組，在智能家居中使用的頗多，其技術(shù)規(guī)格參數(shù)如下：

• 處理器：Tensilica LX6雙核處理器（一核處理高速連接；一核獨(dú)立應(yīng)用開發(fā)）
• 主頻：240 MHz
• SRAM：520 KB
• Flash：16 MByte
• Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)：FCC/CE/TELEC/KCC
• Wi-Fi協(xié)議：802.11 b/g/n/d/e/i/k/r (802.11n，速度高達(dá)150 Mbps)，A-MPDU和A-MSDU聚合，支持0.4us防護(hù)間隔
• 頻率范圍：2.4~2.5 GHz
• 藍(lán)牙協(xié)議：符合藍(lán)牙v4.2 BR/EDR和BLE標(biāo)準(zhǔn)
• 藍(lán)牙音頻：CVSD和SBC音頻
• 3 * UART,including hardware flow control
• 3 * SPI
• 2 * I2S
• 12 * ADC input channels
• 2 * DAC
• 2 * I2C
• PWM/timer input/output available on every GPIO pin
• SDIO master/slave 50MHz
• Supports external SPI flash up to 16MB
• SD-card 接口
• 片上傳感器：霍爾傳感器、溫度傳感器
• 板上時鐘：26 MHz晶振、32 kHz晶振
• 工作電壓：2.2~3.6V
• 工作電流：80mA（平均）
• 工作溫度范圍：-40°C~+85°C
• 封裝尺寸：18mm*25mm*3mm

門鈴之間的射頻通信芯片則是采用華普微電子的無線射頻接收芯片（CMT2210LB），然而并不是上面官方看到的推薦組合，由此可見，射頻發(fā)射接收方案的配套選擇還是非常多的。

門鈴芯片是思澤遠(yuǎn)科技的39首六合弦音樂芯片（SZY8039B），2-5.5V的工作電壓，直接輸出PWM信號驅(qū)動門鈴的0.25W喇叭。

整個自發(fā)電門鈴的主要器件BOM如下表：

小結(jié)

看完這個自發(fā)電WiFi門鈴的拆解，豁然開朗。事實(shí)上WiFi硬件只存在于接收端，而WiFi的實(shí)際供電是通過220V交流電整流降壓而來的，如一開始猜想的那種，整個門鈴的自發(fā)電技術(shù)支撐不了WiFi運(yùn)作，自發(fā)電技術(shù)只針對于發(fā)射端和接收端的433MHz頻率的低功耗通信方案。

因此本次拆解的自發(fā)電門鈴中的WiFi功能實(shí)際上有些畫蛇添足，沒有實(shí)際關(guān)鍵性功能，只能連接米家APP設(shè)置個鈴聲，有點(diǎn)大材小用。所以如果你對自發(fā)電門鈴感興趣，倒不如買不是WiFi版本的，也更具有性價比。